辐照加工装置的制作方法

文档序号:15194022发布日期:2018-08-17 22:27阅读:556来源:国知局

本实用新型涉及辐照加工技术领域,特别是涉及一种辐照加工装置。



背景技术:

近些年来,使用电子辐射处理各种产品成为越来越普遍的方法。其基本原理是,在高真空场中利用磁场力控制电子、利用电场力加速电子,从而使电子达到非常高的能量。将高能电子辐照到被辐照物品上,以改变物品的性质,从而实现例如对聚烯烃材料改性、药品的消毒灭菌、对食品的保鲜及灭菌的目的,以及工业领域的表面处理和环保领域的污水处理等等。

但是,传统的电线电缆辐照加工装置,辐照到被辐照物上的辐照角度单一,在辐照过程中需要对被辐照物进行翻面,效率低下。尤其对大截面电线电缆(OD=20-40mm)的辐照加工圆周均匀性更是技术难题。



技术实现要素:

基于此,有必要针对传统的大截面圆柱形连续产品辐照加工装置辐照效率低、圆周辐照剂量不均匀的问题,提供一种增加辐照角度,提高辐照效率的辐照加工装置。

上述目的通过以下技术方案实现:

一种辐照加工装置,包括:

加速器,其使带电粒子加速并射出带电粒子束;

在带电粒子束的传输路径上依次设有开关磁铁组件、扫描磁铁组件和偏转磁铁组件;

开关磁铁组件用于将带电粒子束分成两束电子束;

扫描磁铁组件用于分别对两束电子束进行扫描;

偏转磁铁组件用于分别对经过扫描后的两束电子束进行偏转,以使两束电子束以相互垂直的角度照射在被辐照物上。

在其中一个实施例中,开关磁铁组件包括相对设置的两个磁体线圈,两个磁体线圈设置于加速器的出口处,用于将由加速器的出口射出的带电粒子束分成两束。

在其中一个实施例中,扫描磁铁组件包括扫描盒和至少一个扫描磁铁线圈;

扫描盒包括盒体和扫描引出窗,至少一个扫描磁铁线圈设置于盒体的远离扫描引出窗的一端;进入盒体的电子束在扫描磁铁线圈的作用下呈面状向下自扫描引出窗引出。

在其中一个实施例中,至少一个扫描磁铁线圈包括高频扫描磁铁线圈和低频扫描磁铁线圈,高频扫描磁铁线圈较低频扫描磁铁线圈远离扫描引出窗。

在其中一个实施例中,扫描引出窗包括窗体,窗体由微米级钛箔制成。

在其中一个实施例中,钛箔的厚度为30μm~50μm。

在其中一个实施例中,扫描引出窗还包括窗框,窗体安装于窗框。

在其中一个实施例中,偏转磁铁组件包括偏转磁铁线圈,偏转磁铁线圈设置于盒体靠近扫描引出窗的一端。

在其中一个实施例中,偏转磁铁线圈包括四个铁芯和两个线圈,四个铁芯两两地对称分布于盒体的两侧,一个线圈与位于盒体的两侧的相对的两个铁芯连接。

在其中一个实施例中,加速器为直流高压电子加速器。

上述辐照加工装置,通过将加速器射出的带电粒子束分成两束,再经过扫描磁铁组件和偏转磁铁组件的作用,使两束电子束能够以不同的角度地辐射在被辐照物上,从而使该位置处的被辐照物受到的圆周辐照剂量均匀,并有效地提高了辐照加工效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的辐照加工装置的结构示意图;

图2为图1所示结构的主视示意图;

图3为图1所示结构的侧视示意图;

图4为图3所示结构的A-A剖视示意图;

图5为本实用新型一实施例提供的辐照加工装置的辐照原理示意图。

其中:

100-开关磁铁组件;

110-磁体线圈;

200-扫描磁铁组件;

210-扫描盒;211-盒体;212-扫描引出窗;

220-扫描磁铁线圈;221-高频扫描磁铁线圈;222-低频扫描磁铁线圈;

300-偏转磁铁组件;

310-偏转磁铁线圈;311-铁芯;312-线圈;

400-轨迹;

500-被辐照物。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下通过实施例,并结合附图,对本实用新型的辐照加工装置进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

辐照加工装置,一般可用于处理各种类型的物品,例如食品、药品的保质保鲜等,以及用于物品消毒等,或者适用于物品的表面处理等。辐照加工装置在使用时,其整体被密封于辐照室中,辐照室大致由钢筋混凝土等材料建成。这是由于在辐照加工装置使用的过程中,辐照室的大气中会存在反应产物例如臭氧。同时辐照室内还存在大量的电离辐射。

如图1至图5所示,本实用新型一实施提供的辐照加工装置,包括:

加速器(未图示),其使带电粒子加速并射出带电粒子束;

在带电粒子束的传输路径上依次设有开关磁铁组件100、扫描磁铁组件200和偏转磁铁组件300;

开关磁铁组件100用于将带电粒子束分成两束电子束;

扫描磁铁组件200用于分别对两束电子束进行扫描;

偏转磁铁组件300用于分别对经过扫描后的两束电子束进行偏转,以使两束电子束以相互垂直的角度照射在被辐照物500上。

其中,加速器可以是直流高压电子加速器。电子自电极放出后沿加速器的长度被加速,最终由加速器的出口射出电子束。当然,加速器也可以采用环形加速器等其他类型的加速器。

使用时,被辐照物500借助于输送系统而运动,辐照加工装置位于输送系统的上方,以使被辐照物500较佳地为被水平地输送,且能够以垂直于其被输送的方向被照射。经过加速器射出的带电粒子束依次经过开关磁铁组件100、扫描磁铁组件200和偏转磁铁组件300,最终较为均匀地、以不同辐射角度照射在被辐照物500上,使该位置处的被辐照物500受到的圆周辐照剂量均匀。以被辐照物500为电线电缆或其他圆管状物体为例,电线电缆或其他圆管状物体的轴向与输送系统的行进方向一致,而两束电子束大致以相互垂直的角度照射在电线电缆或其他圆管状物体的圆周面上,如此可实现对电线电缆或其他圆管状物体等大截面圆柱形连续产品的辐照均匀性和连续性。这样,本实用新型的辐照加工装置能够大大改善辐照产品,例如大截面圆柱形连续产品的辐照效果,提高辐照产品的辐照加工效率。

参见图2、图3和图4,作为一种可实施的方式,开关磁铁组件100包括相对设置的两个磁体线圈110,两个磁体线圈110设置于加速器的出口处,用于将由加速器的出口射出的带电粒子束分成两束。通过开关磁铁组件100,人为地使带电粒子束在加速器出口处发生偏转而分成两束,最终实现两束电子束能够从两个不同方向辐射在被辐照物500上。

参见图2、图3和图4,作为一种可实施的方式,扫描磁铁组件200包括扫描盒210和至少一个扫描磁铁线圈220;

扫描盒210包括盒体211和扫描引出窗212,至少一个扫描磁铁线圈220设置于盒体211的远离扫描引出窗212的一端;进入盒体211的电子束在扫描磁铁线圈220的作用下呈面状向下自扫描引出窗212引出。

可以理解,扫描盒210的盒体211的上端,即远离扫描引出窗212的一端,具有盒体入口,该盒体入口与加速器的出口连通。辐照加工装置中,加速器与扫描盒210的盒体211内部,均为真空状态。扫描引出窗212能够隔离辐照加工装置的内部真空与外界大气,同时又能让高能电子束穿透引出,所以通常使用高强度的薄膜制成该扫描引出窗212,如钛金属箔。

一实施例中,扫描引出窗212包括窗体,窗体由微米级钛箔制成。其中,钛箔的厚度可以为30μm~50μm。这样,可便于电子穿过。进一步地,扫描引出窗212还包括窗框,窗体安装于窗框。窗体通过窗框与扫描盒210的盒体211下端密封连接。可选择地,窗框可采用不锈钢材料制作。

可选择地,盒体211大致形状为,正面看为上窄下宽的梯形,侧面看为矩形,扫描引出窗212位于梯形的下端宽边处。

加速器射出的电子束大致成点状束,扫描磁铁线圈220的作用就是将电子束经过扫描之后使其在扫描引出窗212上由点状变为带状(照射在扫描引出窗212上呈带状,则沿电子束的射出方向来看,电子束在盒体211中是大致为扇面状向下照射在扫描引出窗212上的),实现在一定宽度内对运动的被辐照物500的均匀辐照,同时使电子束功率密度分散,保证扫描引出窗212上的功率分布均衡,保证扫描引出窗212不被损坏。可选择地,至少一个扫描磁铁线圈220包括高频扫描磁铁线圈221和低频扫描磁铁线圈222,高频扫描磁铁线圈221较低频扫描磁铁线圈222远离扫描引出窗212,即高频扫描磁铁线圈221位于低频扫描磁铁线圈222的上方。

参见图2、图3和图4,作为一种可实施的方式,偏转磁铁组件300包括偏转磁铁线圈310,偏转磁铁线圈310设置于盒体211靠近扫描引出窗212的一端。偏转磁铁线圈310用于使电子束发生偏转,电子束偏转的效果取决于偏转磁场的大小。通过改变驱动偏转磁铁线圈310工作的电流的大小和方向,以改变电子束的偏转角度,使两束电子束能够以相互垂直的角度照射在被辐照物500上。

一实施例中,偏转磁铁线圈310包括四个铁芯311和两个线圈312,四个铁芯311两两地对称分布于盒体211的两侧,一个线圈312与位于盒体211的两侧的相对的两个铁芯311连接。本实施例中,大致将偏转磁铁线圈310分为两组,每组具有一个线圈312和两个铁芯311。可以理解,如上所述,加速器射出的电子束在开关磁铁组件100的作用下,由一束变成两束,两束电子束相互独立,互不干涉。两组偏转磁铁线圈310分别对两束电子束进行偏转,以分别改变两束电子束的偏转角度,使两束电子束能够以相互垂直的角度照射在被辐照物500上。

基于以上结构,本实用新型的辐照加工装置的工作原理为:

加速器射出带电粒子束,带电粒子束在开关磁铁组件100的作用下被分为两束电子束,两束电子束分别自盒体入口进入扫描盒210,且分别被扫描,扫描过后两束电子束沿盒体211的向下行进,然后在偏转磁铁组件300的作用下分别发生偏转,并分别自扫描引出窗212射出而以相互垂直的角度照射在被辐照物500上。此过程中,被辐照物500同时由输送系统输送,以被辐照物500为电线电缆为例,电线电缆的轴向与输送系统的行进方向一致,而两束电子束大致以相互垂直的角度照射在电线电缆的圆周面上,如此可实现对电线电缆等大截面圆柱形连续产品的辐照均匀性和连续性。参见图5,辐照加工过程中电子束的行进轨迹大致如轨迹400所示。这样,本实用新型的辐照加工装置能够大大改善辐照产品的辐照效果,提高辐照产品的辐照加工效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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